전세계적으로 마운틴 라이더들이 이용하고 있는 풀서스펜션 자전거 브랜드는 무수히 많다. 거기에 익스트림한 산악라이딩을 좋아하는 이들에겐 서스펜션의 성능도 중요하지만 이를 이루는 링크 또한 매우 중요하다. 하지만 브랜드별로 각자 그 기술들이 모두 달라 링크 시스템을 확실히 이해하지 못한 채 라이딩하는 경우가 많이 있다. 그래서 오늘은 이 MTB 풀서스펜션 프레임 링크에 대해서 알아보는 시간을 갖겠다.http://www.xmtb.co.krhttp://www.xmtb.co.kr

풀서스펜션 프레임 링크는 모두 리어샥(뒤에 있는 서스펜션)에서 시작된다고 보면 된다. 그래서 이 리어샥은 프레임과 연결이 되는데 이때 필요한 것이 바로 링크와 피봇이며, 링크는 피봇 수의 따른 싱글 피봇과 멀티 피봇의 영향을 받아 다양한 구조와 종류로 나뉘게 된다. 이제 그 용어에 대해 설명한 후 여러 종류의 링크 구조들을 살펴보겠다.

링크(Link)와 피봇(Pivot)

링크(Link)란 피봇과 피봇을 연결하는 것을 뜻하며, 피봇(Pivot, 선회축)은 풀서스펜션 MTB에서 프레임과 스윙암(swing arm, 뒷바퀴의 상하 움직임을 잡아주는 긴 부품)의 연결부위를 말하는데, 신체의 관절과 같은 역할을 한다. 이 피봇을 기준으로 스윙암이 움직이게 되며 피봇의 수에 따라 싱글 피봇(Single Pivot)과 멀티 피봇(Multi Pivot)으로 나뉘고, 피봇에는 베어링이나 부싱을 사용한다.

피봇 종류 - 싱글 피봇과 멀티 피봇

싱글 피봇(Single Pivot)은 하나의 피봇으로 메인 프레임과 스윙암을 결합시킨 형태를 나타낸다. 장점은 거친 노면상태에 따라 바로 반응할 수 있으며, 멀티 피봇에 비해 구조가 단순하며 가격도 저렴하면서 정비가 간편하다. 반면에 단점은 부하가 메인 피봇에 집중되어 스윙암을 튼튼하게 설계해야 하기에 무게가 무겁다.

또한, 스윙암이 페달링과 지형에 민감하게 반응하기 때문에 페달링 시 링크 피봇이 아래로 힘이 가해져 서스펜션이 페달링의 힘을 흡수하여 라이더를 더욱 지치게 하는 바빙현상, 브레이킹을 할 때 관성력에 의해 아래 그림의 이 메인 피봇이 위로 올라가게 되어 샥의 트래블이 짧아지는 현상이 발생되어 다시 땅 위로 접지할 때 충격을 충분히 흡수하지 못하게 되는 브레이크잭 현상, 제동 시 리어샥 및 스윙암의 압축과 복원이 반복될 때 체인을 잡아당겨 크랭크가 돌아가는 방향과 달리 역방향으로 회전하는 킥백 현상에 취약하다는 단점이 있다.

▲싱글 피봇(Single Pivot) - 위 그림과 같이 피봇 하나로 프레임과 스윙암이 결합되어 있다. 사진=오렌지

멀티 피봇(Multi Pivot)은 하나의 피봇 포인트가 아닌 여러 개의 피봇으로 메인 프레임과 스윙암을 결합시킨 형태이다. 그래서 여러 개의 피봇을 통해 부하를 분산하여 스윙암을 얇게 제작할 수 있어 프레임 무게를 줄일 수 있으며, 스윙암이 유동적으로 움직일 수 있어 싱글 피봇에서 발생하는 바빙현상, 브레이크 잭 현상, 킥백 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 하지만 복잡한 구조인 만큼 가격도 싱글 피봇에 비해 비싸며 관리가 어려운 단점이 있다.

▲멀티 피봇(Multi Pivot) - 위 그림과 같이 하나가 아닌 여러 개의 피봇으로 프레임과 스윙암이 결합되어 있다. 사진=자이언트

싱글 피봇의 링크 시스템

일반적으로 풀서스펜션 프레임 링크는 위에서 언급했듯이 싱글 피봇과 멀티 피봇을 기준으로 구분할 수가 있다. 먼저, 싱글 피봇의 링크 시스템에 대해서 살펴보면, 이 링크 시스템은 풀서스펜션이 나왔을 시 초기에 많이 사용되었으며, 여러 가지 단점들 때문에 현재는 많이 채용되고 있지 않지만, 이를 극복하여 사용하고 있는 대표적인 시스템은 GT의 I-DRIVE 시스템이 있으며, 이 밖에 캐논데일 러쉬, 오렌지 322 등에 싱글피봇 시스템이 적용되어 있다.

I-DRIVE(Independent Drivetrain) 시스템은 여러 가지 싱글피봇의 단점을 극복하기 위해 GT에서 개발하였으며, 단순함이 최고다라는 접근법을 통해 리어 트라이앵글(뒤쪽 삼각 프레임)에 피봇이 없는 심플한 스윙암을 가지고 있다. 그래서 구동계(크랭크 등)를 서스펜션과 분리하여(Independent Drivetrain) 페달링 시 힘 전달이 서스펜션에 영향을 주지 않아 바빙현상을 발생시키지 않게 한다.

▲GT 포스(GT FORCE) - 올마운틴 자전거로 I-DRVE 시스템이 적용되어 있음. 사진=GT

▲캐논데일 러쉬(Cannondale Rush) - 올마운틴 자전거로 전형적인 싱글 피봇의 모습. 사진=캐논데일

▲오렌지 322(Orange 322) - 다운힐 자전거로 전형적인 싱글 피봇의 모습. 사진=오렌지

멀티 피봇은 여러 가지 장점 때문에 대부분의 풀서스펜션 자전거 제작업체에서 채용하고 있으며, 서로간의 특허를 침해하지 않는 범위에서 지오메트리과 피봇의 연결점을 다르게 하여 최고의 포퍼먼스를 내기 위해 설계하였다. 멀티 피봇의 링크 시스템은 ICT(4 BAR 링크), FSR, VPP, DW 링크, 마에스트로, 풀 플로우터, 이퀴 링크, 스윙 링크(FAUX-BAR), 매직 링크, 스위치 링크, 팬드박스, VPK, 스무드 링크 등이 있다.

ICT(Instant Center Tracking) 시스템은 아래 그림에 표시된 것처럼 전형적인 4 BAR 링크로 초기 경주용 자동차 링크 시스템을 적용시켜 싱글피봇 단점을 해결하기 위해 출시된 가장 효율적인 링크 시스템이다. 그래서 체인라인 토크, 다운 피봇라인, 로커암 피봇라인 이 세 가지 중심점이 항상 한 곳으로 집중되도록 하여 힘 손실이 없는 페달링을 가능케 한다.

▲엘스워스 데어(Ellsworth Dare) - 다운힐 자전거로 ICT 시스템이 적용되어 있음. 사진=엘스워스

FSR은 아래 그림처럼 체인스테이 드랍아웃의 앞에 피봇이 위치하는 호스트(Horst) 링크 시스템으로 스페셜라이즈드가 라이센스를 가지고 있다. 링크 원리는 페달링 시 체인이 당겨져 스윙암이 앞으로 오게 되면, 1번 메인 피봇보다 낮게 있는 호스트 링크 피봇에 의해 앞으로 당겨지는 힘이 체인스테이를 아래로 누르는 힘으로 변화되어서 리어 트라이앵글 전체가 아래로 내려간다. 즉, 페달링을 하면 위, 아래로 가는 힘에 서로 힘이 상쇄되어 바빙현상 최소화할 수 있게 된다.

특히 폭스, 락샥과 공동개발한 브레인 샥이 스페셜라이즈드 자전거에 달려있어 서스펜션이 노면 상태에 민감하게 반응하여 능동적인 댐핑과 락아웃을 제공해준다. 참고로, 하이바이크, 니콜라이, 인텐스, 노르코 등에서도 저작권료를 주고 호스트 링크를 사용하고 있다.

▲스페셜라이즈드 에스웍스 스텀점퍼 FSR(Specialized S-Works Stumpjumper FSR) - 트레일 자전거로 FSR 시스템이 적용되어 있음. 사진=스페셜라이즈드

VPP(Virtual Pivot Point)는 가상 피봇 포인트 의미로 라이더가 자전거에 올랐을 때 서스펜션이 내려가는 포인트를 새그 포인트라고 하고, 이때 페달링을 하면 서스펜션에 또 다른 포인트가 생기게 된다. 여기서 아래 그림처럼 4개의 피봇 포인트에 짧은 링크를 결합하는 4 BAR링크 구조를 가진 VPP시스템에 의해 뒷바퀴 축이 곡선을 그려 이 두 지점을 일치되도록 하여 바빙과 킥백현상 최소화시켜준다. 이 시스템은 미국의 아웃랜드라는 자전거 회사에서 처음 개발하여 산타크루즈가 XC풀샥 산타크루즈의 블러와 다운힐 자전거 V10 등에 적용하였고, 인텐스 스파이더 모델에도 적용되어 있다.

▲산타크루즈 블러 LT(Santa Cruz Blur LT) - XC풀서스펜션 자전거로 VPP 시스템이 적용되어 있음. 사진=산타크루즈

DW 링크(Dave Weagle Link)은 비교적 짧은 링크를 가진 4 BAR 링크를 통해 급가속 시 체인이 앞으로 당겨져 스윙암도 앞으로 잡아 당겨진다. 이때 가상 피봇 위치가 체인 라인보다 위쪽에 있어서 스윙암은 밑으로 내려가려는 힘이 발생이 되고, 동시에 라이더의 체중에 의해 스윙암은 위로 올라가려고 하는 힘이 생기게 된다. 그래서 결국 위, 아래로 가려는 힘이 서로 상쇄되어 바빙현상이 최소화된다. 주로 적용된 모델로는 피봇 마크 5.7 카본, 아이비스 모조 SL 등에 적용되어 있으며, 최근 국내 브랜드의 첼로 안텔로프 모델에도 적용되어 있다.

▲피봇 마크 5.7 카본(Pivot Mach 5.7 Carbon) - 올마운틴 자전거로 DW 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=피봇

마에스트로(Maestro)는 자이언트에서 개발한 일반적인 4 BAR 링크의 개량형 시스템으로 4개의 피봇과 상단, 하단 링크가 형성하는 하나의 피봇 포인트가 항상 한 곳으로 중심되어 있어서 페달의 효율성을 높이고, 서스펜션 압축과 복구에 의한 바빙과 킥백현상을 최소화하였다. 또한, 특이하게 형태로 짧게 설계된 상단 링크를 통해 서스펜션의 반응속도를 높이고 무게를 줄였다.

▲자이언트 레인 0(Giant Reign 0) - 올마운틴 자전거로 마에스트로 시스템이 적용되어 있음. 사진=자이언트

풀 플로우터(Full Floater)는 트렉에서 개발한 4 BAR 링크의 개량형 시스템으로 리어샥과 리어 트라이앵글을 연결하는 에보링크라고 불리는 상단링크와 하단링크, 그리고 리어 액슬과 피봇을 합친 액티브 브레이킹 피봇(Active Braking Pivot, ABP)등 으로 구성되어 있다.

여기서 리어액슬 위에 피봇이 달린 스윙 링크(뒤에서 설명)와 비교해서 링크 원리를 설명하면, 브레이크 제동 시 스윙 링크는 리어 피봇이 리어 액슬 위에 있어 스윙암을 위로 올려 리어샥을 누르게 하고, ABP는 리어 피봇이 리어 액슬과 함께 있어서 스윙암을 앞으로 향하게 하여 리어샥에 어떠한 영향을 주지 않게 해 브레이크잭 현상을 최소화하였다. 또한, 리어샥 하단 연결부를 고정 마운트가 아닌 움직일 수 있는 마운트로 연결하여 리어샥 위, 아래를 유동적으로 반응하도록 해 페달링의 힘 손실을 막았다.

▲트렉 퓨얼 이엑스 8(Trek Fuel EX 8) - 트레일 자전거로 풀 플로우터 시스템이 적용되어 있음. 사진=트렉

이퀴 링크(Equilink)는 펠트에서 개발한 스티븐슨 스타일이라고 불리는 6 BAR 링크의 시스템으로 시트튜브 뒤쪽에 상단링크와 하단링크를 묶는 붉은색 Dog bone(개뼈)이라고 하는 이퀴링크 바(bar)가 있는 형태이다. 그래서 페달링 시 체인이 앞으로 당겨져 리어액슬 및 스윙암도 프레임쪽으로 당겨질 때 이퀴링크와 연결된 1번 피봇이 시계 반대 방향으로 움직이게 된다. 이때, 이 1번 피봇과 연결된 이퀴링크가 같이 내려오면서 리어샥은 압축하는 것이 아니라 늘어나는 역방향으로 움직이게 되어 리어 트라이앵글 전체가 아래쪽으로 내려오게 된다. 즉, 페달링을 하면 위, 아래로 가는 힘에 의해 서로 힘이 상쇄되어 바빙현상 최소화할 수 있게 된다.

▲펠트 컴펄션 LT1(Felt Compulsion LT1) - 올마운틴 자전거로 이퀴 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=파르마인터내셔널

스윙 링크(Swing Link)는 포바(FAUX BAR)라고 불리기도 하는데 스페셜라이즈드 호스트 링크 특허를 피해 스캇에서 개발한 링크 시스템으로 아래 그림처럼 리어 액슬 위, 시트스테이에 피봇이 위치한 형태이고, 아래 그림처럼 ABP와 호스트 링크 피봇을 비교해 볼 수 있다. 하지만 하단 링크가 체인스테이와 한 묶음으로 연결되어있어 마치 이 부분은 싱글 피봇의 형태와 비슷하고, 리어 피봇도 리어 액슬 위쪽에 자리잡아 바빙현상과 브레이크잭 현상이 완벽히 해소되지 않지만, 시트스테이 쪽의 링크 덕분에 충격분산에는 유리한 구조로 되어있다.

▲스캇 지니어스 30(SCOTT Genius 30) - 올마운틴 자전거로 스윙 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=스캇

매직 링크(Magic Link)는 코나에서 개발한 4 BAR 링크의 개량형 시스템으로 BB 위쪽에 리어샥과 수직으로 코일 서스펜션(보조 리어샥)을 추가한 형태이다. 그래서 거친 지형에서의 드롭 및 점프 등을 하여 리어샥이 모든 트레블을 소진하였을 때 이 보조 리어샥이 작동해 더욱 폭넓은 트레블을 제공하는 구조이다. 그래서 안정적인 라이딩을 할 수 있는 특징이 있다.

▲코나 코일에어 슈프림(Kona CoilAir Supreme) - 올마운틴 자전거로 매직 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=코나

스위치 링크(Switch link)는 예티에서 개발한 링크 시스템으로 아래 그림처럼 BB 위쪽 회전 가능한 스위치 캠(피봇)에 의해 리어 트라이앵글과 프레임이 연결되어 있으며, 이 피봇 위쪽에 짧은 링크가 연결된 형태이다. 핵심은 충격이나 급가속 시 서스펜션이 압축되면서 스위치 캠이 반시계방향으로 회전하여 체인스테이 길이를 길어지게 만들고, 체인의 탄력을 팽팽하게 해 페달링을 효율적으로 할 수 있게 한다. 만약 스윙암이 앞쪽으로 움직이면 이 스위치 캠은 다시 시계방향으로 작동해 스윙암을 제자리로 위치하여 바빙과 킥백 현상을 최소화한다.

▲예티 SB66(Yeti SB66) - 올마운틴 자전거로 스위치 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=EXO

팬드박스(Pendbox)는 라피에르에서 개발한 4 BAR 링크의 개량형 시스템으로 메인 프레임과 스윙암 사이의 BB의 움직임을 조절하여 페달링의 효율을 높이는 형태이다. 그래서 서스펜션이 압축하거나 팽창을 할 때 BB가 함께 움직이면서 체인의 탄력을 팽팽하게 유지시켜 페달링과의 간섭을 줄이고, 반대로 페달링으로 인한 리어샥의 불필요한 움직임을 줄여주어 힘 손실을 막아준다.

▲라피에르 X-Flow 612(Lapierre X-Flow 612) - 트레일 자전거로 팬드박스 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=EXO

VPK(VIRTUAL PIVOT KINEMATICS, 가상 피봇 운동학)는 메리다에서 개발한 링크 시스템으로 산타크루즈의 VPP와 유사한 방식의 링크 구조이다. 그래서 가상 피봇 포인트가 높은 곳에 위치하고 있어서 작은 체인링 사용 도중에도 이 가상 피봇 포인트가 체인 라인 아래로 가지 않아 서스펜션의 새그 포인트와 페달링 시 나오는 포인트를 최대한 일치시켜서 바빙현상 등을 최소화시켜 페달링의 효율을 높여준다.

▲메리다 원 식스티 1800D(Merida One Sixty 1800D) - 올마운틴 자전거로 VPK 시스템이 적용되어 있음. 사진=오디바이크

스무드 링크(Smooth Link)는 록키마운틴에서 개발한 링크 시스템으로 리어샥의 압축과 팽창에 따라 체인 라인이 수평을 유지하면서 위, 아래로 움직이도록 하는 구조이다. 그래서 리어샥과 체인이 움직임에 따라 서로 영향을 주지 않도록 하고, 페달링과 리어샥이 독립적으로 작동하여 서스펜션과 페달링 성능을 유지시킨다.

▲록키마운틴 엘리먼트 930 29인치(Rockymountain ELEMENT 930 29er) - XC풀서스펜션 자전거로 스무드 링크 시스템이 적용되어 있음. 사진=하이랜드스포츠

정리 - 모든 링크는 다른 형태로 똑같은 기능을 수행한다.

위와 같이 풀서스펜션 산악자전거(MTB) 프레임의 링크 종류와 구조는 정말 다양하고 그에 따른 특징과 원리도 각각 다르지만, 궁극적인 목적인 충격흡수와 바빙, 킥백, 브레이크잭의 최소화는 모두 충실히 수행하기 때문에 현재 시중에 출시되고 있는 어떠한 풀서스펜션을 사용해도 라이더는 원하는 익스트림한 라이딩을 충분히 즐길 수가 있으니 염려하지 않아도 된다. 아울러 향후 원하는 풀서스펜션 산악자전거를 선택할 때 위의 내용을 참고하길 바란다.